CN110892263B - 柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

一种柱塞泵，其包括独立于泵头的独自具有用于检测流体压力的传感器部的压力检测装置，所述泵头与所述压力检测装置以在相互之间夹入连通构件的状态可装卸地安装。因此，在所述压力检测装置发生了故障的情况下可仅更换所述压力检测装置，所述泵头可不更换而仍旧使用。

Description

柱塞泵
技术领域
本发明涉及一种柱塞泵，其用于在例如高效液相色谱仪(High PerformanceLiquid Chromatograph，HPLC)或超临界流体色谱仪(Supercritical FluidChromatograph，SFC)等分析装置中输送流动相。
背景技术
HPLC***中所使用的送液装置被要求在高压下稳定地输送流动相的能力。因此，通常使用将两个柱塞泵串联连接或并联连接的双柱塞方式的送液装置。
例如，将两个柱塞泵串联连接的送液装置是上游侧的一次侧柱塞泵与下游侧的二次侧柱塞泵互补地进行动作的装置，作为其送液行程，有利用一次侧柱塞泵的送液行程与利用二次侧柱塞泵的送液行程。
在利用一次侧柱塞泵的送液行程中，在一次侧柱塞泵喷出液体的期间内二次侧柱塞泵进行吸入动作，二次侧柱塞泵吸入由一次侧柱塞泵喷出的液体的一部分。在利用二次侧柱塞泵的送液行程中，二次侧柱塞泵进行喷出动作，在此期间内一次侧柱塞泵进行吸入动作。
在利用一次侧柱塞泵的送液行程中，从一次侧柱塞泵的喷出流量减去二次侧柱塞泵的吸入流量所得的流量变成送液流量，在利用二次侧柱塞泵的送液行程中，二次侧柱塞泵的喷出流量变成送液流量。
此种串联型双柱塞方式的送液装置在一次侧柱塞泵的入口侧与出口侧分别设置有防止逆流的阀。当一次侧柱塞泵进行喷出动作时，入口侧的阀关闭且出口侧的阀打开，当一次侧柱塞泵进行吸入动作时，入口侧的阀打开且出口侧的阀关闭。
一次侧柱塞泵的吸入动作在出口侧的阀已关闭的状态下进行，因此一次侧柱塞泵的吸入动作结束后的一次侧柱塞泵的泵室内的压力变成比***压力(HPLC或SFC的分析流路内的压力)低的状态。若在此状态下将进行喷出动作的泵从二次侧柱塞泵切换成一次侧柱塞泵，则在一次侧柱塞泵的泵室内上升至与***压力相同的压力之前不从一次侧柱塞泵中喷出液体，其结果，送液流量暂时下降且送液流量的稳定性下降。
由于此种问题，因此通常在利用二次侧柱塞泵的送液行程的期间内，一次侧柱塞泵除液体的吸入动作以外，进行朝喷出方向驱动柱塞的预压动作，以将泵室内提高至接近***压力的压力为止。在将两个柱塞泵并联连接的并联型双柱塞方式的送液装置中也同样如此，在一个柱塞泵进行喷出动作的期间内，另一个柱塞泵进行吸入动作与预压动作。
为了监视正进行预压动作的柱塞泵的泵室内的压力状态，提出有设置检测此柱塞泵的泵室内的压力的压力传感器，也正在实施(参照专利文献1～专利文献4)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：US8333568B2
专利文献2：日本专利特开2000-266736号公报
专利文献3：实用新型登记第3119380号公报
专利文献4：日本专利特开2003-98166号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
作为设置检测泵室内的压力的压力传感器的方法，通常将压力传感器经由配管而与泵头的出口连接。但是，若将压力传感器经由配管而与泵头的出口连接，则组装装置时的配管的安装作业变得繁杂。另外，由于在泵头的下游追加配管，因此泵头的下游的内部容量增加，***内的液体的置换所需要的时间变长。
相对于此，专利文献1及专利文献2中公开的柱塞泵将用于检测泵室内的压力的压力传感器与泵头一体地设置。即，在专利文献1及专利文献2中，泵头的一部分发挥压力传感器的一部分的功能。若如所述那样将压力传感器与泵头一体地构成，则不存在用于将压力传感器与泵头的下游连接的配管，因此不产生泵头的下游的内部容量的增加。但是，由于将压力传感器与泵头一体化，因此在压力检测装置发生了故障的情况下必须连同泵头一起更换，存在零件更换的成本变高这一问题。
本发明鉴于所述问题而成，其目的在于将压力传感器设为与泵头独立，且不在泵头的下游侧追加多余的配管。
[解决问题的技术手段]
本发明的柱塞泵包括：泵头、柱塞、驱动机构、连通构件、以及压力检测装置。
泵头在内部具有泵室、与所述泵室连通的入口流路、及出口流路。泵头进而在外表面设置有作为泵头侧凹部的在底面具有通往所述出口流路的开口的凹部。
所述柱塞的前端部可滑动地***所述泵室内。
所述驱动机构以使所述柱塞朝此柱塞的轴方向往返移动的方式构成。
所述连通构件在内侧具有从一端通往至另一端为止的贯穿孔。此连通构件呈如下的状态：所述一端侧的部分嵌入所述泵头侧凹部，所述贯穿孔与所述出口流路连通，所述另一端侧的部分已从所述泵头侧凹部突出。
所述压力检测装置在内部具有用于检测流体压力的传感器部、用于使液体朝所述传感器部流入的上游侧流路、及用于使经过了所述传感器部的液体流出的下游侧流路。压力检测装置进而在外表面设置有作为传感器侧凹部的在底面具有通往所述上游侧流路的开口的凹部，在如下的状态下可装卸地安装在所述泵头，即已从所述泵头侧凹部突出的所述连通构件的所述另一端侧的部分嵌入所述传感器侧凹部，所述上游侧流路经由所述贯穿孔而已与所述出口流路连通的状态。
在本发明中，优选所述压力检测装置在外表面具有用于将配管与所述下游侧流路连接的配管连接部。若如此，则可经由与所述配管连接部连接的配管，输送从所述泵室中喷出并已流入所述压力检测装置内的液体。由此，所述泵头与所述压力检测装置的连接部位仅变成一个部位，结构变得简单。
另外，在本发明中，所述压力检测装置也可以通过螺栓而固定在所述泵头。若如此，则相对于所述泵头的所述压力传感器的装卸容易。
[发明的效果]
本发明的柱塞泵包括独立于所述泵头的独自具有用于检测流体压力的传感器部的所述压力检测装置，所述泵头与所述压力检测装置以在相互之间夹入所述连通构件的状态可装卸地安装。因此，在所述压力检测装置发生了故障的情况下可仅更换所述压力检测装置，所述泵头可不更换而仍旧使用。进而，所述泵头内的所述泵室与所述压力检测装置内的所述传感器部通过所述连通构件分别嵌入所述泵头的所述泵头侧凹部与所述压力检测装置的所述传感器侧凹部而相互连通，因此所述泵头与所述压力检测装置的连接部分变成简单的结构，相对于所述泵头的所述压力检测装置的装卸容易。
附图说明
图1是表示一实施例的柱塞泵的泵头部分的立体图。
图2是表示所述实施例的结构的剖面构成图。
图3是表示从所述实施例的泵头卸除了压力检测装置的状态的立体图。
图4是表示图3的状态的分解剖面构成图。
[符号的说明]
2：泵头；
3：泵体；
4：泵室；
5：柱塞密封圈；
6：柱塞；
8：驱动机构；
10：压力检测装置；
12：连通构件；
14：入口流路；
16：出口流路；
18：止回阀；
20：凹部(泵头侧凹部)；
21：凹部；
22：贯穿孔；
24、26：密封构件；
28：突起；
30：凹部(传感器侧凹部)；
32：传感器部；
34：上游侧流路；
36：下游侧流路；
40、42：螺栓。
具体实施方式
使用图1～图4对本发明的柱塞泵的一实施例进行说明。另外，图1及图2表示在泵头2安装有压力检测装置10的状态，图3及图4表示从泵头2卸除了压力检测装置10的状态。
如图2及图4所示，此实施例的柱塞泵包括：泵头2、泵体3、柱塞6、驱动机构8、压力检测装置10、以及连通构件12。
泵头2安装在泵体3的前端部。在泵头2的内部，设置有作为圆筒形状的空间的泵室4、通往所述泵室4的入口流路14及出口流路16。泵头2的泵室4的泵体3侧开口，柱塞6的前端经由所述开口而可滑动地***泵室4内。柱塞6通过设置在泵体3侧的驱动机构8而朝其轴方向(图2中，左右方向)往返移动。泵室4的开口部分由柱塞密封圈(plunger seal)5密封。
作为驱动机构8的构成，例如除通过利用马达使偏心凸轮旋转来使柱塞6朝轴方向移动的构成以外，可列举利用马达使滚珠螺杆旋转，而使保持柱塞的基端的构件沿着滚珠螺杆移动的构成。
入口流路14通往泵室4的前端与基端之间。在入口流路14设置有止回阀18。止回阀18用于防止已被吸引至泵室4内的液体朝入口流路14的逆流。出口流路16是用于使已被吸引至泵室4内的液体从泵室4流出的流路，且通往泵室4的前端。
压力检测装置10可装卸地安装在泵头2。如图1及图3所示，在此实施例中，压力检测装置10通过螺栓40及螺栓42而固定在泵头2。在压力检测装置10，设置有用于分别使螺栓40及螺栓42贯穿的贯穿孔41及贯穿孔43。在泵头2的安装压力检测装置10的部分，设置有螺孔48及螺孔50，所述螺孔48及螺孔50用于使已贯穿压力检测装置10的贯穿孔41及贯穿孔43的螺栓40及螺栓42分别嵌入并紧固。另外，图1的44及46是使用于将泵头2安装在泵体3的螺栓穿过的贯穿孔。
如图2、图3及图4所示，在泵头2与压力检测装置10之间夹入连通构件12。连通构件12是在内侧具有贯穿孔22的圆筒形状的构件。在连通构件12的一端部与另一端部，分别设置有具有弹性的树脂制的密封构件24及密封构件26。密封构件24、密封构件26例如为O型圈。贯穿孔22的内径以变成与出口流路16的内径大致相同的方式设计。
压力检测装置10在内部包括传感器部32、上游侧流路34、及下游侧流路36。传感器部32具有液体流动的流路，且以检测在所述流路中流动的液体的压力的方式构成。传感器部32例如形成得薄至液体流动的流路的壁面的一部分因其内部压力而变形的程度，且通过应变传感器来检测所述壁面的应变量。上游侧流路34是用于使液体朝传感器部32流入的流路，下游侧流路36是用于使经过了传感器部32的液体从压力检测装置10流出的流路。在压力检测装置10的外表面设置有用于连接配管的配管连接部38，下游侧流路36的端部与所述配管连接部38连通。
在压力检测装置10的一个外表面设置有圆筒形状的突起28，在突起28的内侧设置有凹部30(传感器侧凹部)。在凹部30的底面中央部设置有通往上游侧流路34的开口。凹部30的内径以变得比连通构件12的外径略微(例如，约0.04mm)大的方式设计。
在泵头2的安装压力检测装置10的外表面，设置有用于使压力检测装置10的突起28嵌入的凹部21。凹部21的内径与压力检测装置10的突起28的外径大致相同。在凹部21的中央部，设置有用于使连通构件12的一端侧部分嵌入的凹部20(泵头侧凹部)。在凹部20的底面中央部设置有通往出口流路16的开口。
凹部20的内径也与连通构件12的外径大致相同。凹部20的深度尺寸设计得比连通构件12的轴方向的长度尺寸小。由此，若将连通构件12的一端侧部分(图2至图4中，下侧部分)嵌入凹部20，则变成连通构件12的另一端侧部分(图2至图4中，上侧部分)已从凹部20突出的状态。
若在已将连通构件12的一端侧部分嵌入凹部20的状态下，将压力检测装置10的突起28嵌入泵头2的凹部21，则如图2所示，变成连通构件12的另一端侧部分已嵌入压力检测装置10的凹部30的状态。若变成此状态，则连通构件12的贯穿孔22与出口流路16连通，上游侧流路34与贯穿孔22连通。即，变成出口流路16与上游侧流路34经由连通构件12的贯穿孔22而已连通的状态。在此状态下，已从泵室4中喷出的液体穿过出口流路16、贯穿孔22、及上游侧流路34而流入传感器部32，经过了传感器部32的液体经过下游侧流路36后，经由与配管连接部38连接的配管来输送。
如此，只是通过螺栓40及螺栓42，将压力检测装置10以与泵头2之间夹入连通构件12的状态固定在泵头2，就变成传感器部32与泵室4始终连通，可始终监视泵室4内的压力的状态。
泵头2、压力检测装置10、及连通构件12以相互独立的形式来构成，因此在压力检测装置10内的传感器部32产生了不良状况的情况、连通构件12的密封构件24或密封构件26已劣化的情况等下，可卸除螺栓40及螺栓42来仅更换压力检测装置10或连通构件12。

Claims (3)

1.一种柱塞泵，其用于液相色谱仪，所述柱塞泵包括：
泵头，在内部具有泵室、与所述泵室连通的入口流路及出口流路，并且在外表面设置有作为泵头侧凹部的在底面具有通往所述出口流路的开口的凹部；
柱塞，前端部能滑动地***所述泵室内；
驱动机构，以使所述柱塞朝所述柱塞的轴方向往返移动的方式构成；
连通构件，在内侧具有从一端通往至另一端为止的贯穿孔，且呈如下的状态：所述一端侧的部分嵌入所述泵头侧凹部，所述贯穿孔与所述出口流路连通，所述另一端侧的部分已从所述泵头侧凹部突出；以及
压力检测装置，在内部具有用于检测流体压力的传感器部、用于使液体朝所述传感器部流入的上游侧流路、及用于使经过了所述传感器部的液体流出的下游侧流路，并且在外表面设置有作为传感器侧凹部的在底面具有通往所述上游侧流路的开口的凹部，在如下的状态下能装卸地安装在所述泵头，即已从所述泵头侧凹部突出的所述连通构件的所述另一端侧的部分嵌入所述传感器侧凹部，所述上游侧流路经由所述贯穿孔而已与所述出口流路连通的状态。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵，其中所述压力检测装置在外表面具有用于将配管与所述下游侧流路连接的配管连接部。
3.根据权利要求1或2所述的柱塞泵，其中所述压力检测装置通过螺栓而固定在所述泵头。
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